卡洛特水電站機組帶主變及開關站升流試驗

丁小朝

（中國水利水電第七工程局有限公司機電安裝分局，四川 彭山 620860）

0 引言

卡洛特水電站位于巴基斯坦吉拉姆河流域，站內裝設4 臺單機容量18 萬kW·h 的混流式水輪發電機組，為引水式廠房電站，采用單元接線方式將4臺發電機—變壓器組接至500 kV 系統，500 kV 系統采用3/2 接線方式，共有兩回500 kV 出線。工程為單一發電任務的水電樞紐，該電站在巴基斯坦電力系統中承擔重要負荷，根據DL/T 507-2014《水輪發電機組啟動試驗規程》要求，水電站首臺機啟動時，需對主變壓器及高壓配電裝置進行短路升流試驗。

1 500 kV 系統繼電保護配置

卡洛特站內主要保護裝置有主變保護、500 kV母線保護、斷路器保護、短引線保護、線路保護。主變保護、母線保護、短引線保護的差動保護都是180°接線方式，繼電保護配置圖如圖1 所示，其中S1、S2 表示電流互感器繞組的極性端。

圖1 卡洛特水電站500 kV 系統保護配置圖

2 短路升流試驗

2.1 試驗前檢查準備

（1）他勵電源

發電機帶主變壓器及開關站短路升流采用他勵電源進行，根據卡洛特水電站現場試驗條件，他勵電源由臨時施工電源提供，從11 kV 廠用電備用開關柜CB7 敷設一根高壓電纜至1F 機組勵磁變高壓側，拆除勵磁變高壓側與機組母線間的軟連接，并確認二者間安全距離。投入CB7 開關柜過流保護，根據勵磁變高壓側額定電流設置合理定值，確保試驗期間保護裝置不誤動作。對他勵電纜進行耐壓及絕緣測試，試驗數據應符合規范要求。將開關CB7 合、分閘回路接至勵磁調節柜，試驗過程中如果出現異常情況，能及時可靠切除他勵電源。

（2）一次設備檢查

試驗前確認所有相關一次設備試驗調試完畢，試驗數據符合規范要求，設備運行正常，具備投運條件；發電機出口斷路器、隔離刀閘、接地刀閘均在分閘位置，廠高變低壓側開關在試驗位置；主變繞組溫度、油溫、油位正常，確認變壓器油化驗試驗數據合格，主變冷卻器投自動，主變分接開關在運行檔位，主變中性點可靠接地；500 kV系統試驗內的斷路器、隔離刀閘在分閘位置，短路點接地刀閘在合閘位置，其余接地刀閘均在分閘位置。

（3）二次設備檢查

試驗前確認試驗范圍內各電流互感器二次繞組回路無開路情況且僅有一點可靠接地，電流回路通流測試無異常，不用的電流互感器二次繞組應短路接地；各保護裝置調試完畢，傳動正確可靠，無異常報警信號，投入發電機保護、主變非電量保護、機組水機保護；退出主變保護、斷路器保護、母線保護、線路保護、短引線保護。

（4）短路點設置

根據主接線圖，試驗短路點設置在接地刀閘B1E31 處，拆除該接地刀閘接地連接片，另制作接地扁鐵在接地刀閘內側將三相短接，使接地刀閘呈三相短路非接地狀態，合上接地刀閘，斷開接地刀閘的操作電源及電機電源，防止誤操作，拆開接地刀閘機構的連接桿及航空插頭。

（5）安全措施

試驗前拆除調速器電氣柜和勵磁調節柜內的發電機出口斷路器合閘位置信號，確認2 號、3 號、4 號主變高壓側隔離開關B2Q10、B3Q10、B3Q20 在分閘位置并斷開其操作電源和電機電源，接地刀閘B2E30、B3E30、B3E40 在合閘位置并斷開其操作電源和電機電源；確認兩回線路出口隔離刀閘B1Q20、B2Q20 在分閘位置并斷開其操作電源和電機電源，接地刀閘B1E40、B2E40 在合閘位置并斷開其操作電源和電機電源；使試驗范圍內的一次設備與2 號、3 號、4 號主變高壓側及兩回線路側形成有效隔離。其余所有斷路器、隔離刀閘、接地刀閘均在分閘位置，試驗過程中安排專人巡視機組及試驗范圍內的相關設備。

2.2 短路點升流

短路點設置在500kV 系統B1E31 接地刀閘處，升流分兩次進行，第一次依次合上隔離刀閘B1Q10、B1Q12、B1Q11、B2Q11、B2Q12、B2Q31、B2Q32、B2Q21、B2Q22、B1Q22、B1Q21、B1Q32，合上斷路器B1Q1、B2Q1、B2Q3、B2Q2、B1Q2、B1Q3，斷開相關斷路器的操作電源，防其誤分閘,升流范圍如圖2所示。

圖2 第一次升流范圍

機組自動開機至額定轉速，依次合上發電機出口隔離開關、發電機出口斷路器，并切除斷路器操作電源。此時試驗范圍內一次設備呈三相短路狀態，使用雙鉗相位表檢查升流范圍內各電流回路殘流，確認電流回路無開路情況后。勵磁系統切手動運行方式，合他勵電源開關，檢查勵磁變低壓側電壓幅值、相序正確。合滅磁開關，手動增加勵磁電流使定子電流升至10%發電機額定電流，檢查各電流回路電流幅值、相位，并做好記錄。檢查短引線11、短引線12、短引線21、短引線22、母線保護裝置的差動保護極性，此時兩組電流的相位差應為180°。如果電流過小，差動保護極性無法確認，可繼續增加發電機電流，直到差動保護極性確認無誤為止。升流過程中監視機組、主變壓器、開關站一次設備的運行情況，用紅外熱成像儀檢查主變及封閉母線各處屏蔽板溫度。

第一次升流范圍內設備檢查無異常后，滅磁后分滅磁開關，進行短路點第二次升流試驗，斷開第二串斷路器B2Q1、B2Q3、B2Q2，合上隔離刀閘B3Q11、B3Q12、B3Q31、B3Q32、B3Q21、B3Q22，合上斷路器B3Q1、B3Q3、B3Q2，斷開相關斷路器的操作電源，升流范圍如圖3 所示。重復上述操作，此時應確認短引線31、短引線32、母線保護裝置的差動保護極性無誤。檢查升流范圍內設備無異常，滅磁后分滅磁開關。

圖3 第二次升流范圍

2.3 主變差動保護極性檢查

當短路點設置在接地刀閘B1E31 處時，短引線11 保護裝置差動合流為零，即1 號主變保護裝置高壓側的電流為零，此時無法判斷主變差動保護極性是否正確，需改變短路點的位置單獨檢查主變差動保護的極性，可通過斷路器B1Q1、B1Q3 兩側接地刀閘B1E11、B1E32 進行，分開接地刀閘B1E31,分開隔離刀閘B1Q11、B1Q32,合上斷路器B1Q1，隔離刀閘B1Q12，接地刀閘B1E11,檢查主變A、B 套差動保護極性，無異常后分開斷路器B1Q1,合上斷路器B1Q3，隔離刀閘B1Q31，接地刀閘B1E32,再次檢查主變A、B 套差動保護極性，試驗時殘流很小，可通過接地刀閘直接進行試驗。試驗結束后，分滅磁開關，分他勵電源柜開關，分發電機出口斷路器K1Q1、隔離開關K1Q10。停機后恢復試驗措施。

3 結論

短路升流試驗除檢查各一次設備通流情況以外，更重要的目的是檢查各電流互感器二次繞組電流回路的正確性，重點校驗各保護裝置差動保護的極性。試驗短路點的設置應簡單可靠，盡量滿足各差動保護極性的檢查要求，本次試驗中僅用一個短路點就檢查了所有電流互感器二次繞組接線及短引線、母線差動保護，提高了試驗效率。開關站的短路升流試驗為系統倒送電做好了準備，為設備長期安全穩定運行奠定了基礎。